百年相对论（五）

刘文旺、大兴区第三中学

广义相对论的终结（一）

     1915年11月25日，爱因斯坦完成了广义相对论方程的建立。标志着广义相对论的诞生和整个相对论体系的完成。而广义相对论的种种推测——光线的引力弯曲、水星的进动、光线的引力红移等被随后的实验所证实。爱因斯坦因此顶着相对论的光环走上了神坛。

100多年过去了，新观测事实不断出现，而这些用广义相对论无法解释。如维系星系、星系团运动的发光质量小于引力质量；通过超新星观测发现的宇宙在加速膨胀等事实，使广义相对论的光环不断退去。

本文从广义相对论建立的基础或说前提的错误性、广义相对性原理与等效原理的不相容性，证明广义相对论的实验不成立性，三个方面否定了广义相对论。

一、广义相对论的基础是错误的

     狭义相对论的钟慢尺缩，使存在质量的时空变成弯曲的时空：例如，在一个旋转的圆盘上，由于线速度的不同，不同半径处的时钟有不同的读数、同一物体的质量、大小不同。周长变短：L=L₀[1-(v/c)]^1/2，而r不变造成L=2πr中的π会变小，三角形内角和不再是180⁰。因此，有质量存在时，符合狭义相对论的时空观的时空是弯曲的。借此，爱因斯坦建立了广义相对论。

在这里，爱因斯坦没有认识到，这是狭义相对论本身的错误造成的。

例如，两个天体质量分别是m₁、m₂，相距r，则两者间的万有引力是：F=Gm₁m₂/r²，我们假设有一个弹簧秤显示这一作用力的大小为8N。当观测者沿与两者连线夹角为α的方向运动时，他得到的引力是：

F^、=Gm₁/[1-(v/c)]^1/2m₂/[1-(v/c)]^1/2/{rcosα[1-(v/c)²]^1/2}²=F/[1-(v/c)²]²(cosα)²=8N/[1-(v/c)²]²(cosα)²

因此：引力与运动速度、夹角有关。但事实上，无论这个观测者怎样运动，他看到的弹簧秤读数总是8N。

     这怎么解释？

图一

     “介质中狭义相对论”的建立、光速不变原理的错误，否定了狭义相对论。而广义相对论，是在狭义相对论钟慢尺缩的时空观基础上建立起来的，狭义相对论的错误，使得广义相对论失去了存在的基础、前提。

  还有，在旋转的圆盘中，周长变短造成π变小，三角形内角和小于180⁰。这对应的是罗巴切夫斯基几何，而不是黎曼几何，黎曼几何中三角形内角和大于180⁰。广义相对论用黎曼几何，描述弯曲的罗巴切夫斯基空间是没有数学依据的。

二、广义相对性原理与等效性原理不相容

     爱因斯坦通过引力质量等于惯性质量，得出在局部惯性系中，加速运动与引力场是等效的。即没有实验能区分这一局部惯性系是处于引力场中，还是处于加速运动状态。

这是不成立的，我们分析如下：

图二、升降机与等效性原理

1、潮汐力与升降机

     A、在重力场中，自由下落的升降机里有两个用一个弹簧秤连接的物体。由于引力场有潮汐力而惯性运动没有潮汐力，由广义相对性原理可知，在一切参考系中物理规律拥有相同的形式。因此，潮汐力适用于这个局部惯性系，弹簧秤会在潮汐力的作用下处于拉伸状态。

这样，通过弹簧秤的读数就能判断升降机是处于引力场中，还是处于加速运动的惯性系中。而且，通过弹簧秤的读数的变化，可判定外在的重力场的强度大小。或升降机的运动方向——接近或远离重力场。

图三                               图四

2、多普勒效应与升降机

     B、在自由下落的升降机中有一个光源，由广义相对性原理可知，多普勒效应也适用于升降机中。

这样，在这个升降机中的观测者会发现：在某个方向上光源的光谱紫移，在相反方向上光源的光谱红移，且随时间的增加而增大。而处于引力场中静止的光源不会发生这一现象。

因此，根据多普勒效应就能断定，升降机是处于引力场中还是处于自由落体状态的参考系中。并能根据谱线的变化量，判定升降机的运动方向——接近或远离重力场。

     引力场与加速运动是不“等效”的。因此，图一中圆盘的加速运动也不能证明，引力场存在时的时空是弯曲的！因此，有质量存在的空间是弯曲的空间的说法没有依据。

     C、光子拥有引力质量，由引力质量等于惯性质量可知，光子的运动应该体现出惯性来，而光子在穿越不同的介质时拥有不同的速度，这种运动状态的变化，不需要牛顿意义下的加减速的外力，也没有功、能的转化问题，体现不出惯性来。这怎么解释？

3、中子干涉实验否定了弱等效原理

     1974年科莱拉、奥弗豪瑟和维纳做了引力场中中子的干涉实验，重力场中上下两束中子的相位差为：

ΔΦ=2πmm^、gHLsinα/hp₁

这个公式表明：中子在引力场中的干涉行为与其引力质量和惯性质量都有关。这一事实否定了广义相对论的弱等效原理。

4、力与时空弯曲

     由同种带电粒子如同种质子构成的粒子团，在同样的电场中也具有同样的加速运动，加速度的大小也与粒子的电量、质量无关。存在同样的“引力质量”与“惯性质量”的等效性。仿照爱因斯坦的做法，我们完全可以引入黎曼几何，建立描述电磁力的广义相对论。

这样，电磁相互作用也可被弯曲的时空所取代。

     我们拥有的空间只有一个，时空的弯曲应该是四种相互作用共同决定。抛开强弱相互作用的存在不计（力程短在宏观距离上体现不出来，我们暂不考虑），电磁力是万有引力的10³⁷倍，因此，就电磁力造成的空间弯曲就是质量引起的时空弯曲的10³⁷倍。据此，我们计算的引力场中光线的弯曲、水星的进动、引力红移、原子的光谱等会因为这种巨大的时空弯曲而有明显增加，而此不是事实。

还有，核力是一种非常强的相互作用，它会不会引起时空的弯曲？弱相互作用力会不会引起时空弯曲？若核力引起时空的弯曲，则会影响原子核中核子之间的电磁相互作用强度的大小。由于核力非常强大，因此会引起原子核时空的极度弯曲。核力是万有引力的10⁴⁰倍，因此，在原子核中的空间弯曲，应该是我们熟知时空弯曲的10⁴⁰倍。

由于库伦相互作用是平方反比力，空间的压缩会使相互作用增加。这样原子核中核子之间的电磁相互作用应该增加相同的数量级，因此，原子核的稳定性、原子核的结合能会对没有考虑这一因素的现有数值发生明显的偏离。绝不会出现质子与中子的数量比接近1/1的稳定条件的成立。稳定的原子核中，中子数一定会占更大的比例。而此不是事实。

     关于广义相对论中伴随升降机一同下落的升降机中的电荷是否有辐射产生，这一问题是广义相对论是否正确的一个判别标准。在广义相对论中至今没有解决，仍处于不断的争论、探讨之中。

     其实，这是一个很简单的问题，只是对爱因斯坦的理论迷信，禁锢了我们的思维。我们举两个简单的事实就会明白其中的问题。

     A、把质量是m₁、m₂的两个物体绑在一起，使其以同样的速度v运动。这时，我们说两者拥有的动能、动量是：

E_k=（m₁+m₂）v²/2=m₁v²/2+m₂v²/2=E_k1+E_k2

P=（m₁+m₂）v=m₁v+m₂v=P₁+P₂

也就是说，体系的能量、动量是两者拥有的动能、动量之和；

     完全一样地。

     B、把电荷是q₁、q₂的两个物体绑在一起，使其以同样的速度v运动。这时，由电磁理论：毕奥-萨法尔定律：

B=μ₀qv/4πr²

可知，此时两者拥有的感应磁场是：

B=μ₀(q₁+q₂)v/4πr²

是两个电荷单独运动时拥有的感应磁场的叠加，即：

B=μ₀(q₁+q₂)v/4πr²=μ₀q₁+v/4πr²+μ₀q₂v/4πr²

即有：B=B₁+B₂

也就是说，无论以两个物体、电荷中的任何一个为参照物，另一个物体、电荷都处于静止状态，但是他们都同样拥有与运动速度一一对应的动能、动量感应电磁场。

其实，任何一个物体都可以分为无数的单独个体，因此，动能、动量、感应场都是每一个独立个体的动能、动量、感应场的叠加。说简单些就是一个奔跑的人的动量、动能，就是其四肢的动量、动能与其躯干的动量、动能之和。

     还有导线中的电流强度，是所有电荷产生的电流之和等等。

     这样我们就证明了，伴随升降机一同下落的电荷会有感应电磁场的产生，其旁边放置的小磁针能显示其感应电磁场的存在。从而否定了广义相对论的等效性原理。终结了关于伴随升降机一同下落的电荷会不会有电磁辐射的发生：伴随升降机一同下落的电荷会有感应电磁场的产生，而且感应电磁场的强度会随下落速度的速度的增加而增强，这可从傍边放置的小磁针指针的偏转角明显看出。但不会有电磁辐射的发生，只有当其减速或撞上地面停止下来时才会有辐射的产生。

     伴随升降机一同下落的电荷，同我们实验室中在电场中被加速的电荷的运动情况完全一样。

相反过程也是一样的。我们在测量光电子能量时，是给光电子加反向电压，通过使光电子速度减小为零的电压值，就能知道光电子的运动速度、能量。完全一样地，从地面上向上抛出一带电粒子，在重力的作用下会逐渐减速，此时其拥有的感应电磁场强度逐渐减弱直到电荷的速度为零时，感应电磁场的强度也变成了零。

电荷拥有的电磁场值与加速过程一一对应，与加速的机制——是引力场还是电场没有关系。就是把电荷捆在驴身上，当驴奔跑起来后，电荷照样有感应电磁场，且其感应电磁场的强度，满足毕奥-萨法尔定律：B=μ₀qv/4πr²；当驴撞上墙停滞下来以后，电荷的感应电磁场会以光子的形式辐射出去。

综上所述，引力场与加速运动是不等价的。建立广义相对论的等效原理是不成立的！

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